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生物必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用教课ppt课件
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这是一份生物必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用教课ppt课件，共51页。PPT课件主要包含了ADP+Pi+，ATP，硝化细菌，ATP合成，实验原理，观察什么，设计并进行试验，实验思路，分析变量，自变量等内容，欢迎下载使用。
人、动物、真菌、多数细菌等
（教材P94） 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并产生ATP的过程。
1）酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型微生物。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2
CO2可使澄清石灰水变浑浊（浑浊程度），也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄（变成黄色的时间）。
橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
影响实验结果的可变因素（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
实验设计--有氧呼吸装置
（吸收通入空气中的CO2，避免对实验结果产生影响）
澄清的石灰水或者溴麝香草酚蓝水溶液
（根据混浊程度进行比较CO2的产生量或者根据溶液颜色的变化时间长短比较）
B瓶应封口一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？
耗尽B瓶中的O2，确保CO2均来自无氧呼吸
实验设计--无氧呼吸装置
封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接
（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸的产生的）
澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液
根据混浊程度、颜色的变化时间进行比较CO2的产生量
②质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
③B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？
①配制酵母菌培养液时，必须先将煮沸的葡萄糖溶液冷却至常温，才可加入酵母菌，为什么？
煮沸葡萄糖溶液为了灭菌，防止其他微生物的干扰；放至室温，防止高温杀死酵母菌；
去除空气中的CO2，排除空气中的CO2对实验的干扰；
将B瓶中的O2消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2均来自无氧呼吸；
④葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，所以应将酵母菌的培养时间适当_____以_____________________；
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸
在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2 在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2
（教材P92）对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成峭，峭使内膜的表面积大大增加。峭的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶
（教材P92）有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写为：
将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得②上清液和①沉淀物两部分，与③未离心且处理过的酵母菌培养液分别加入等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管的变化情况。
等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶
葡萄糖的量不变没有荧光
葡萄糖的量减少有丙酮酸生成微弱荧光出现
葡萄糖的量减少有CO2生成较强荧光出现
1.葡萄糖能不能被线粒体分解？
2.葡萄糖在什么位置首先被分解？生成了什么？
3.生成的丙酮酸在什么位置被分解？生成了什么？
葡萄糖在细胞质基质中分解，生成丙酮酸和少量能量。
有机物分解释放的能量一部分用于合成ATP（一部分以热能形式散失），ATP水解释放能量导致荧光出现。
丙酮酸在线粒体中分解产生CO2和较多的能量。
使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管的变化情况。
等量的丙酮酸、荧光素和荧光素酶
丙酮酸的量不变没有荧光
丙酮酸的量减少有丙酮酸生成微弱荧光出现
丙酮酸的量减少有CO2生成较强荧光出现
1.丙酮酸分解发生在什么部位，生成了什么？
2.⑥号试管为什么有较强荧光出现？
丙酮酸在线粒体基质中分解，产生CO2，释放少量能量。
线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构继续发生反应释放较多的能量。
超声波震碎线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡，这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能；当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒被证实是一系列线粒体内膜上的酶。
通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生什么样的反应？谁在氧化[H]？
线粒体内膜上的氧气与[H]发生了反应。
（教材P93）概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呀吸具有不同的特点：有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的；这些能量有相当一部分储存在ATP中。
细胞呼吸的原理和应用（一）
（教材P94）除酵母菌以外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最利用的物质也是葡萄糖。
2C2H5OH+2CO2
例：高等植物、酵母菌、苹果果实
例：乳酸菌、高等动物、人、高等植物的某些器官（玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等）
与有氧呼吸相比，无氧呼吸是一个将有机物________氧化分解, 并释放出 的过程
（教材P94）无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。（教材P94）酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵，产生酒精的叫酒精发酵，产生乳酸的叫做乳酸发酵。
① 不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。② 同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。③ 同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
遗传因素(决定酶的种类和数量)
（2）外部因素——温度
① 低温下贮存蔬菜、水果
② 在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。
（3）外部因素——O2浓度
R点对应O2浓度下，呼吸速率最低，有机物消耗最少。
有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等
有氧呼吸速率与无氧呼吸速率是否相等？
（4）外部因素——CO2浓度
① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。
甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
① 曲线a、b、c分别表示 、 和呼吸作用CO2释放量。② 在O2浓度为0时，CO2的释放量为___，此时只进行 ；当O2浓度 时， 只进行有氧呼吸，此时CO2释放量_____O2吸收量；当0＜O2浓度＜D时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
③ 在保存蔬菜、水果时，应选择乙图中 点对应的O2浓度，因为此时 ；保存条件一般为 。④甲图的a、b、c、d四种氧浓度中___是最适合蔬菜、水果的贮藏；⑤甲图中氧浓度为a时的情况对应乙图中的_____点；
⑥甲图中氧浓度为b时的情况对应乙图中的_____段之间；⑦ 甲图中氧浓度为____时没有酒精产生。
一、根据实验结果判断呼吸类型
(2)实验结果预测和结论
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
二、测定组织细胞的呼吸速率
通常用___________速率或_______速率来表示
细胞有氧呼吸既产生CO2，又消耗O2，为测定其真实的呼吸情况，应只对其中一种气体的变化进行测定。为此，通常向装置内添加______溶液或_______溶液吸收释放的CO2
CO2被吸收后，装置内气体总量减少，压强减小，刻度管内的小液滴向左移动。所以，可用单位时间内小液滴左移的距离代表细胞有氧呼吸消耗____的速率
1．图为探究酵母菌无氧呼吸产物的装置，操作方法或实验现象错误的是（ ） A．E瓶密封培养一段时间后，再连通F瓶B．F瓶中的溶液可用溴麝香草酚蓝水溶液代替C．实验进行一段时间后，F瓶中的溶液会变浑浊D．实验结束后，用酸性重铬酸钾溶液检验F瓶中的酒精
2．下列实验组合，正确的是（ ）A．A B．B C．C D．D
3．某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究酵母菌的呼吸，实验设计如下。关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化（忽略其他原因引起的容积变化）。下列叙述错误的是（ ） A．甲组右管液面变化，表示的是酵母菌呼吸时O2的消耗量B．乙组右管液面变化，表示的是酵母菌呼吸时CO2的释放量C．甲组右管液面升高，乙组不变，说明酵母菌只进行有氧呼吸D．甲组右管液面不变，乙组下降，说明酵母菌只进行酒精发酵
人、动物、真菌、多数细菌等
（教材P94） 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并产生ATP的过程。
1）酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型微生物。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2
CO2可使澄清石灰水变浑浊（浑浊程度），也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄（变成黄色的时间）。
橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
影响实验结果的可变因素（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
实验设计--有氧呼吸装置
（吸收通入空气中的CO2，避免对实验结果产生影响）
澄清的石灰水或者溴麝香草酚蓝水溶液
（根据混浊程度进行比较CO2的产生量或者根据溶液颜色的变化时间长短比较）
B瓶应封口一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？
耗尽B瓶中的O2，确保CO2均来自无氧呼吸
实验设计--无氧呼吸装置
封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接
（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸的产生的）
澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液
根据混浊程度、颜色的变化时间进行比较CO2的产生量
②质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
③B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？
①配制酵母菌培养液时，必须先将煮沸的葡萄糖溶液冷却至常温，才可加入酵母菌，为什么？
煮沸葡萄糖溶液为了灭菌，防止其他微生物的干扰；放至室温，防止高温杀死酵母菌；
去除空气中的CO2，排除空气中的CO2对实验的干扰；
将B瓶中的O2消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2均来自无氧呼吸；
④葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，所以应将酵母菌的培养时间适当_____以_____________________；
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸
在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2 在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2
（教材P92）对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成峭，峭使内膜的表面积大大增加。峭的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶
（教材P92）有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写为：
将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得②上清液和①沉淀物两部分，与③未离心且处理过的酵母菌培养液分别加入等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管的变化情况。
等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶
葡萄糖的量不变没有荧光
葡萄糖的量减少有丙酮酸生成微弱荧光出现
葡萄糖的量减少有CO2生成较强荧光出现
1.葡萄糖能不能被线粒体分解？
2.葡萄糖在什么位置首先被分解？生成了什么？
3.生成的丙酮酸在什么位置被分解？生成了什么？
葡萄糖在细胞质基质中分解，生成丙酮酸和少量能量。
有机物分解释放的能量一部分用于合成ATP（一部分以热能形式散失），ATP水解释放能量导致荧光出现。
丙酮酸在线粒体中分解产生CO2和较多的能量。
使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管的变化情况。
等量的丙酮酸、荧光素和荧光素酶
丙酮酸的量不变没有荧光
丙酮酸的量减少有丙酮酸生成微弱荧光出现
丙酮酸的量减少有CO2生成较强荧光出现
1.丙酮酸分解发生在什么部位，生成了什么？
2.⑥号试管为什么有较强荧光出现？
丙酮酸在线粒体基质中分解，产生CO2，释放少量能量。
线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构继续发生反应释放较多的能量。
超声波震碎线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡，这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能；当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒被证实是一系列线粒体内膜上的酶。
通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生什么样的反应？谁在氧化[H]？
线粒体内膜上的氧气与[H]发生了反应。
（教材P93）概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呀吸具有不同的特点：有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的；这些能量有相当一部分储存在ATP中。
细胞呼吸的原理和应用（一）
（教材P94）除酵母菌以外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最利用的物质也是葡萄糖。
2C2H5OH+2CO2
例：高等植物、酵母菌、苹果果实
例：乳酸菌、高等动物、人、高等植物的某些器官（玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等）
与有氧呼吸相比，无氧呼吸是一个将有机物________氧化分解, 并释放出 的过程
（教材P94）无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。（教材P94）酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵，产生酒精的叫酒精发酵，产生乳酸的叫做乳酸发酵。
① 不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。② 同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。③ 同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
遗传因素(决定酶的种类和数量)
（2）外部因素——温度
① 低温下贮存蔬菜、水果
② 在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。
（3）外部因素——O2浓度
R点对应O2浓度下，呼吸速率最低，有机物消耗最少。
有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等
有氧呼吸速率与无氧呼吸速率是否相等？
（4）外部因素——CO2浓度
① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。
甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
① 曲线a、b、c分别表示 、 和呼吸作用CO2释放量。② 在O2浓度为0时，CO2的释放量为___，此时只进行 ；当O2浓度 时， 只进行有氧呼吸，此时CO2释放量_____O2吸收量；当0＜O2浓度＜D时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
③ 在保存蔬菜、水果时，应选择乙图中 点对应的O2浓度，因为此时 ；保存条件一般为 。④甲图的a、b、c、d四种氧浓度中___是最适合蔬菜、水果的贮藏；⑤甲图中氧浓度为a时的情况对应乙图中的_____点；
⑥甲图中氧浓度为b时的情况对应乙图中的_____段之间；⑦ 甲图中氧浓度为____时没有酒精产生。
一、根据实验结果判断呼吸类型
(2)实验结果预测和结论
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
二、测定组织细胞的呼吸速率
通常用___________速率或_______速率来表示
细胞有氧呼吸既产生CO2，又消耗O2，为测定其真实的呼吸情况，应只对其中一种气体的变化进行测定。为此，通常向装置内添加______溶液或_______溶液吸收释放的CO2
CO2被吸收后，装置内气体总量减少，压强减小，刻度管内的小液滴向左移动。所以，可用单位时间内小液滴左移的距离代表细胞有氧呼吸消耗____的速率
1．图为探究酵母菌无氧呼吸产物的装置，操作方法或实验现象错误的是（ ） A．E瓶密封培养一段时间后，再连通F瓶B．F瓶中的溶液可用溴麝香草酚蓝水溶液代替C．实验进行一段时间后，F瓶中的溶液会变浑浊D．实验结束后，用酸性重铬酸钾溶液检验F瓶中的酒精
2．下列实验组合，正确的是（ ）A．A B．B C．C D．D
3．某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究酵母菌的呼吸，实验设计如下。关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化（忽略其他原因引起的容积变化）。下列叙述错误的是（ ） A．甲组右管液面变化，表示的是酵母菌呼吸时O2的消耗量B．乙组右管液面变化，表示的是酵母菌呼吸时CO2的释放量C．甲组右管液面升高，乙组不变，说明酵母菌只进行有氧呼吸D．甲组右管液面不变，乙组下降，说明酵母菌只进行酒精发酵
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